Effet photoacoustique

[invitea6516d03]

Bonjour,

En voulant me renseigner sur l'effet photoacoustique, je n'ai pas trouvé beaucoup d'information; peut-être quelqu'un ici pourra m'éclairer :

Est-il expérimentalement possible, en éclairant un matériau avec une source de lumière (assez intense) pulsée (à une fréquence adéquate), de générer une onde sonore audible se propageant dans l'air (produite par les variations périodiques de température du matériau échauffé par les flash de lumière) ?

Si ce n'est pas le cas, pourrait-on imaginer éclairer de la même manière un gaz contenu dans une petite cuve fermée (transparente pour pouvoir éclairer le gaz...) donc une des parois serait une membrane vibrant à la fréquence des variations périodiques de pression dans la cuve et transmettant à l'air cette vibration, produisant ainsi une onde sonore que l'on pourrait entendre ?

En gros, peut-on vraiment faire de la musique avec de la lumière ?
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Avez-vous essayé Google et/ou Wikipedia ?
Au revoir.

[invitea6516d03]

Evidemment, aussi bien en français qu'en anglais d'ailleurs, mais tout ce que j'ai pu trouver ne concerne essentiellement que les applications de l'effet photoacoustique en spectroscopie, et pas le fait que l'expérimentateur puisse entendre un son...

[Jeanpaul]

C'est sûrement possible : si on détecte un signal, on peut l'amplifier et l'écouter. Mais tu souhaites peut-être une écoute directe sans étape électrique ?
On doit pouvoir employer une fine membrane noire éclairée par une lumière modulée à une fréquence acoustique, genre 1 kHz. Par exemple une boite à cirage avec une membrane de chaque côté dont l'une, noire est éclairée et l'autre sur ton oreille.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phuphus]

Bonsoir à tous,

@ dytzbodlu : essaye aussi de voir à "effet thermoélastique".

C'est sûrement possible : si on détecte un signal, on peut l'amplifier et l'écouter. Mais tu souhaites peut-être une écoute directe sans étape électrique ?
On doit pouvoir employer une fine membrane noire éclairée par une lumière modulée à une fréquence acoustique, genre 1 kHz. Par exemple une boite à cirage avec une membrane de chaque côté dont l'une, noire est éclairée et l'autre sur ton oreille.

Je ne pense pas que cela aboutisse à quelque chose d'audible, dans le sens où la membrane éclairée, si elle n'est pas tendue à l'origine, travaillerait juste en flambement avec une raideur quasi nulle. Si elle est tendue, les contraintes dans la membrane éclairée peuvent plus ou moins rapprocher les parois de la boîte.

Dans le principe, je verrais bien une boîte transparente, surmontée d'une membrane légère (pourquoi pas un ballon de baudruche tendu), avec un tube "noir" reliant le fond de la boîte au milieu de la membrane (le tube, un peu trop court, forçant la membrane à être légèrement conique). Le tube serait dans un matériau léger, absorbant pour la longueur d'onde d'excitation, avec un bon coefficient de dilatation. Pourquoi pas un polymère ? Le bien fondé du tube plutôt qu'une tige serait la maximisation de la surface éclairée et d'échange.

Ensuite, pour améliorer la bande passante, on pourrait, en plus de la minimisation de l'inertie thermique, ajouter un refroidissement à cette tige (ventilation ?). La constante de temps thermique serait ainsi diminuée, et la bande passante améliorée. Mais ce serait au prix d'une perte de gain.

Dytzbodlu, si tu es intéressé, on peut toujours essayer de se lancer dans des calculs pour évaluer le niveau que ce petit transducteur peut délivrer, ainsi que sa bande passante. Je ne dis pas que je sais à priori le faire, mais ça ne doit pas être extraordinaire (calcul des variations de température en fonction de l'éclairement, de l'inertie thermique et des pertes => variations de longueur => débit acoustique au niveau de la membrane).

P.S. : un dispositif un peu différent, mais que l'on peut fabriquer assez facilement chez soi, c'est un thermophone. Il "suffit" de réussir à casser le verre d'une ampoule à incandescence.

[triall]

Bonsoir
@phuphus>> thermophone , ampoule ??
Sinon, vous allez me dire que cela n'a pas de rapport, mais c'est assez connu ;et je demande si je n'ai pas entendu la radio dans ma tête aussi quand j'étais gamin, cela m'a fait assez peur , c'était Gilbert Bécaud , possible que je m'étais fait poser un plombage.....
Cela est arrivé , parait-il, à un gars après s'être fait poser une prothèse dentaire , il entendait radio-Paris , a été interné, et "soigné" en se faisant retirer retirer cette prothèse .

Il s'agit de l'effet "poste à galène" connu au début du 20ème siècle ;où le signal radio est transformé directement sans amplification en petit signal électrique , que l'on peut entendre dans un casque .
Mais c'est assez formidable que l'on puisse entendre la radio directement dans l'oreille grâce à une dent factice !

[phuphus]

Bonsoir,

@phuphus>> thermophone , ampoule ??

Un thermophone fonctionne par dilatation de l'air autour d'une résistance thermique. Il faut pour cela appliquer une composante continue à la résistance, et superposer le signal à émettre. Le filament d'une ampoule à incandescence est un bon candidat de résistance à thermophone, en cassant l'ampoule de verre sans casser le filament. Je n'ai jamais essayé ni vu fonctionner le bousin, mais à priori ça marche.

[invitea6516d03]

Merci beaucoup pour vos réponses.
Je viens tout juste de commencer la thermodynamique donc je ne saurais pas encore trop calculer tout ça... mais ton idée est très intéressante Phuphus ; existe-t-il un matériau capable à la fois de se dilater fortement sous l'effet de la chaleur et de se réchauffer et se refroidir rapidement (grande effusivité thermique ?) ?

[phuphus]

Bonsoir dytzbodlu,

j'ai appris un mot aujourd'hui (effusivité)

Je ne sais pas si l'effusivité est la bonne propriété du matériau, apparemment un matériau avec une grande effusivité a besoin de beaucoup de calories pour chauffer. Ce qu'il faut, c'est :
- une faible capacité thermique (combinaison de la capacité, par exemple massique, et de la masse)
- une grande surface d'échange avec l'extérieur
- une bonne conduction thermique pour assurer l'homogénéité de température ou un chauffage en profondeur

En y repensant, je pense que plusieurs cordes très fines et tendues, mettant en contrainte une plaque de bois léger plutôt qu'une membrane en baudruche, ce serait pas mal. La dilatation ferait juste se relâcher les cordes et la plaque, et tout ce petit monde serait constamment en tension. Finalement, cela revient à faire une guitare avec des cordes très fines et possédant les propriétés thermiques citées ci-dessus. Je vais peut-être dire une connerie : pourquoi pas une guitare avec des cordes en fibres de carbone, chauffées par HF pulsées ?

http://membres.multimania.fr/dkpat/r...dus/indus.html